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NMZ1耐磨铸钢在模拟海水中的电化学腐蚀行为

周祺 , 马爱斌 , 江静华 , 杨东辉 , 陈建清 , 卢富敏 , 邹中秋 , 曹晶晶

测试了NMZ1低碳高强耐磨铸钢在3．5％NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱（EIS），结合腐蚀形貌观察分析了其电化学腐蚀机理，并以优质系泊链钢（22MnCrNiMo）为参照，评价了该新型海洋用钢的耐蚀性。结果表明，腐蚀初期NMZ1钢的耐蚀性不如系泊链钢，其分级淬火后组织中的残余奥氏体和下贝氏体诱发了选择性腐蚀，因而腐蚀速率较高（腐蚀电流密度为0．674mA／cm^2，电荷迁移电阻值为265g／cm^2）；浸泡至腐蚀稳态阶段，由于NMZ1钢表面形成了均匀的保护性腐蚀产物膜，其腐蚀电流密度和电荷迁移电阻均与系泊链钢接近。该新型钢种综合性能良好，有望在海洋工程领域推广使用。

关键词: 耐磨铸钢 , 海洋用钢 , 电化学腐蚀 , 耐蚀性

石墨烯的制备及其在金属防腐中的应用进展

何青 , 马爱斌 , 江静华 , 宋丹 , 陈建清 , 杨东辉 , 邹中秋 , 李玉华

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).002

石墨烯是单原子层厚度的石墨，由 sp2杂化碳原子形成呈蜂窝状并无限扩展的二维晶体材料。自2004年被发现以来引起了科学家的极大关注，其所具有的多种奇特的电子及机械性质使得它在电子、储能、传感器等领域具有潜在的应用。介绍了石墨烯的性能、制备方法等方面的一些研究进展，特别关注了其近来在金属防腐中的一些应用研究进展。

关键词: 石墨烯制备方法 , 防腐 , 应用

复合钙钛矿太阳能电池电荷传输层材料研究进展

陈建清 , 杨东辉 , 江静华 , 马爱斌 , 宋丹 , Chaoying Ni , Michael Z Hu

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.05.001

有机无机复合钙钛矿太阳能电池因具有适合的载流子扩散长度而成为备受关注的有望获得高效率的光伏器件.复合钙钛矿材料本身不含贵金属元素,可以采用液相法或物理气相法低温制备,成本低廉,但目前应用最多的电子传输层材料TiO2需400～500℃煅烧,与柔性基底及低温制备技术适应性差;空穴传输层材料SpiroOMeTAD合成工艺复杂,价格高昂,限制了复合钙钛矿太阳能电池的开发应用.开发和研究导电性好、成本低、稳定性好的电子和空穴传输层材料是复合钙钛矿太阳能电池研究中的一个非常重要的方面.综述了复合钙钛矿太阳能电池中电荷传输层材料的研究进展及发展方向.电子传输层材料方面通过对TiO2的改性以及与石墨烯的复合,采用ZnO、石墨烯或PCBM作为电子传输层材料,以与柔性基底及低温制备技术相适应.空穴传输层材料方面,采用其它低成本、导电性高的有机p型半导体替代spiro-OMeTAD;采用无机空穴传输层材料以避免有机空穴传榆层材料的老化问题,提高电池的长期稳定性;利用复合钙钛矿材料兼作吸收层与空穴传输层,制备无空穴传输层材料结构电池以降低成本,提高稳定性.

关键词: 有机无机复合钙钛矿 , 太阳能电池 , 光电转换效率 , 电子传输层材料(ETM) , 空穴传输层材料(HTM)

无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备工艺研究

王琳 , 马爱斌 , 陈建清 , 江静华 , 杨东辉 , 孙甲鹏 , 王家佳

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.006

采用一步溶液法制备了锡钙钛矿电池薄膜,研究了前驱体溶液浓度、退火温度和掺杂对薄膜成膜性能的影响.分别利用扫描电镜(SEM)、XRD和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对薄膜的形貌、物相、吸收率和禁带宽度进行表征和测试.研究结果表明,当前驱体溶液浓度为30％、退火温度为100℃时的成膜性能较好,所制备的钙钛矿薄膜更加平整和光滑,覆盖率较高.CH3NH3SnI3成分的钙钛矿薄膜具有最低的禁带宽度,其吸光性能优于其他成分的钙钛矿薄膜.掺杂Br、Cl离子会导致CH3NH3SnI3成分的钙钛矿薄膜的禁带宽度增加,而吸光性能和结晶性能降低.

关键词: 钙钛矿 , 制备工艺 , 形貌 , 带隙 , 吸光

泡沫镁的制备及其性能和应用

胡中芸 , 杨东辉 , 李军 , 陈建清 , 江静华 , 马爱斌

材料导报

论述了渗流铸造法、定向凝固法、熔模铸造法、粉末冶金法、整体铸造法、熔体直接发泡法、真空发泡法和中空球铸造法等几种主要的泡沫镁制备方法,从泡沫镁合金的仿生性能和力学性能两方面突出泡沫镁合金在将来的汽车、航天航空、船舶、生医材料等领域的巨大应用潜力.在综述分析泡沫镁材料研究现状的基础上,针对存在的问题和不足,提出了泡沫镁合金今后研究发展的方向.

关键词: 泡沫镁 , 制备方法 , 性能

等径角挤压制备的超细晶AZ91D镁合金块材的腐蚀行为

宋丹 , 马爱斌 , 江静华 , 林萍华 , 范俊峰 , 杨东辉

中国有色金属学报

采用原位腐蚀、全浸泡腐蚀和电化学腐蚀,研究等径角挤压制备的超细晶AZ91D镁合金块材在3.5%(质量分数)氯化钠溶液中的腐蚀行为.结果表明:超细晶AZ91D镁合金中α固溶体晶粒细小(1～2 μm);铸态组织中网状β相被破碎、细化成10 μm左右的粒子,孤立且均匀分布于α固溶体上;形变细化降低合金在含氯介质中的耐蚀性,表现出更严重的腐蚀形貌、更快的腐蚀速度、极化测试中更大的腐蚀电流密度、电化学阻抗频谱中更小的极化电阻,且合金腐蚀行为由局部腐蚀转变成严重的均匀腐蚀.引起合金块材耐蚀性下降因素有2个:一是形变α固溶体的化学活性较高(源于应变产生的大量高能晶体缺陷,如大角度晶界、高密度位错等);二是细化的β相丧失了阻滞腐蚀介质向α固溶体扩展的屏障作用.

关键词: AZ91D , 超细晶 , 等径角挤压 , 腐蚀行为

高比强度多孔铝合金的压缩性能和能量吸收特性

杨东辉 , 何德坪

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2005.08.005

采用渗流法制备了具有通孔结构的ZL111基多孔铝合金,研究了固溶时效热处理扣孔结构参数对多孔铝合金压缩性能和能量吸收特性的影响.结果表明:固溶时效热处理可以有效提高ZL111基多孔铝合金的表观杨氏模量、屈服强度和压缩吸能能力;固溶时效热处理使压缩吸能能力随着孔隙率的增大而呈现规律性减小,并使能量吸收效率对孔隙率和孔径的敏感程度减小.

关键词: 多孔铝合金 , 压缩性能 , 能量吸收能力 , 能量吸收效率

无需增黏熔体发泡法制备泡沫铝及其压缩性能

李军 , 杨东辉 , 胡中芸 , 陈建清 , 江静华 , 马爱斌

机械工程材料

以CaCO3为发泡剂,加入基体质量1.0％～3.0％的镁,在不使用增黏剂的情况下采用熔体发泡法制备出了孔结构均匀、孔隙率在62.4％～84.0％的泡沫铝,研究了镁的添加对铝熔体发泡效果的影响,最后考察了泡沫铝的压缩性能.结果表明:在铝熔体中添加适量的镁有利于形成孔结构均匀的泡沫铝,CaCO3与熔体发生产气反应后,产生的金属氧化物颗粒对铝熔体有增黏作用,可以提高熔体黏度,并可以存在于胞壁中,有利于小孔径胞孔的形成;但泡沫铝胞壁中存在的大量微孔会导致泡沫铝压缩性能降低.

关键词: 泡沫铝 , 熔体发泡 , 增黏 , 压缩性能

钪锆元素增强泡沫铝合金的压缩和吸能性能

黄粒 , 杨东辉 , 王辉 , 叶丰 , 吕昭平

中国有色金属学报

采用熔体发泡法制备孔隙率为71.5％～72.5％、孔结构均匀的泡沫Al-0.2Sc-0.17Zr合金.研究孔结构、胞壁显微组织以及等时时效对其压缩和能量吸收性能的影响.结果表明:泡沫铝合金的孔径约为1 mm,且多呈球形;初生Al3(Zr,Sc,Ti)相具有层状结构,并能有效细化铸态晶粒(尺寸约为50 μm);在200～600℃等时时效过程中,泡沫试样的压缩性能随温度升高呈现先升高后下降的趋势,325和425℃分别表现出由Sc和Zr大量析出引起的两个明显的强度峰;时效至425℃时试样的能量吸收能力最强,且峰值时效附近的试样能量吸收效率均得到提高,高效阶段更持久;TEM实验结果表明,时效至425℃的泡沫铝试样胞壁中弥散分布着大量细小、共格的二次Al3(Sc,Zr,Ti)相,其粒径为2.1～4.1 nm,这些相能钉扎晶界,阻碍位错运动,因而能显著提高泡沫铝合金的压缩和吸能性能.

关键词: 闭孔泡沫铝钪锆合金 , 压缩性能 , 能量吸收 , 纳米析出相

泡沫Al-0.16Sc合金等温时效后的压缩及能量吸收性能

黄粒 , 杨东辉 , 王辉 , 吕昭平 , 叶丰

机械工程材料

采用熔体发泡法(以钙为增黏剂,TiH2为发泡剂)成功制备出孔隙率为(78±0.5)％、孔结构均匀的泡沫Al-0.16Sc合金,对其进行300℃等温时效处理,采用室温准静态压缩试验,研究了时效前后该合金的压缩和能量吸收性能.结果表明:300℃等温时效能明显提高泡沫铝合金的屈服强度,且其能在时效720h内基本保持不变；经较佳时效工艺处理(5～720h)后泡沫铝合金的屈服强度明显高于T6态Al-0.24Sc合金的和泡沫铝的,且接近于高强泡沫AlCu5Mn合金的；同时,300℃等温时效亦能明显提升该泡沫合金的能量吸收性能,时效10h后其能量吸收能力与高强泡沫AlCuSMn合金的相当,且能量吸收效率稳定.

关键词: 泡沫铝钪合金 , 压缩性能 , 能量吸收 , 等温时效处理

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